燒結生產過程中原料的配料質量和燒結料層的透氣性決定著燒結過程的順利進行，影響著燒結礦的產量和質量。而料層透氣性又與原料性質、混合料水分、混合製粒時間等多種因素有關。在原料性質和混合製粒時間無法改變的情況下，混合料水分的精確控製就顯得尤為重要，它是提高燒結料層透氣性的最重要的調節控製手段之一。
燒結混合料中含有一定的水分是保證燒結過程順利進行，提高燒結礦質量必不可少的條件之一。不同燒結混合料的適宜的水分含量也不同。一般來說，燒結混合料最適宜的水分範圍較窄，超過±0.5%時，對混合料的成球性即產生顯著的影響。
1 影響混合料水分控製精度的主要因素
影響燒結混合料水分控製精度的因素很多，主要有如下幾點：1） 原料的原始水分波動：受原料的堆存條件的限製，露天堆放的燒結原料的含水量的多少與天氣狀況有直接的關係，晴天時影響相對較小，雨天影響最大。此外，料堆的高低、堆存時間以及水分的蒸發等因素也會造成原料水分波動。原料的原始水分波動及其不可控性是影響混合料水分控製精度的重要因素之一。2） 原料的取樣及水分化驗準確性影響：原料的水分率一般采取取樣送化驗室分析的方式檢測，因而取樣樣品的代表性是水分精確檢測的前提條件。眾所周知，取樣分析是間斷工作，不可能連續檢測，化驗出的原料水分率也隻具有一定範圍的代表性。3） 原料配料精度的影響：原料的配料是按原料的幹料量進行配比計算的，但配料的控製是按原料的濕料量進行，因而原料的原始水分檢測精度對燒結配料精度影響很大。配料精度還受配料秤設備的計量精度和動態給料控製精度、以及整個配料控製係統的連鎖控製精度的影響。其中，配料秤設備的計量精度是影響混合料水分控製精度的重要因素。4） 生石灰消化及粉塵加濕的影響：生石灰在加水消化過程中會消耗一部分水分，消耗水分的多少與生石灰中氧化鈣含量的多少相關。消化過程中伴隨著反應熱量的生成，也會蒸發掉一部分水分。此外，生石灰消化及粉塵加濕加水檢測、控製係統精度對後續混合料水分控製精度也有一定的影響。5） 混合工藝的大滯後影響：一般燒結廠混合製粒工藝大約有7 分鍾左右時間，其中一混約2~3 分鍾，二混約4~5 分鍾。如此長時間的大滯後對自動調節係統的控製是非常不利的。6） 其他因素的影響：主要是工藝流程的不合理設置造成混合前原料水分的波動。如部分除塵灰不參與統一配料，直接卸在混合機前的給料膠帶機上。少量的汙水回收利用時，在沒有檢測和控製的情況下，直接加入混合機內等。所有這些都會影響混合料水分控製精度。
2 傳統水分自動控製思路及缺點
傳統混合機加水自動控製過程如下：根據配料原料跟蹤得到原料原始重量、原料原始含水量，並根據混合加水目標水分率計算出所需的添加水量，以此對混合料的加水量進行前饋控製；然後，根據混合機後水分儀所測混合料水分率對加水量設定值進行反饋修正，從而構成混合加水K8凯发登录入口的前饋加反饋控製係統。根據混合加水過程控製大滯後的特點，采用按時間先後跟蹤的方式進行加水K8凯发登录入口計算，控製方式采用加水K8凯发登录入口前饋控製為主，混合料水分率反饋修正為輔的控製結構，較好地解決了混合加水大滯後控製的精度和實時性難題。傳統的控製思路中，反饋控製是對加水K8凯发登录入口設定值進行直接修正。加水K8凯发登录入口是係統內環控製目標，而係統最終控製目標是混合料目標水分率。現場調試時，反饋修正控製的參數範圍較難確定，影響自動控製係統調節參數的整定，導致調試周期延長。
3 漣鋼360m2燒結水分控製係統設計優化
燒結混合料水分是影響燒結料層透氣性的重要多因素之一。為提高水分控製精度，就必須從檢測手段，控製方案的選擇，以及調節措施等方麵來優化設計。
3.1 漣鋼加水控製係統的構成及特點
針對影響燒結混合料水分控製精度的主要因素，以及漣鋼360m2燒結配混工藝流程特點及控製要求，主要檢測、控製設備選型如下：原料配料儀表選用申克配料秤，配料二次表與PLC控製係統的信號交接采用ProfiBus- DP現場總線的方式；配料控製采用變頻調節給料機轉速的調節方式。加水控製係統按一、二次混合機分開設置，選用設備包括：加水K8凯发登录入口檢測采用川儀高精度、智能型電磁K8凯发登录入口計；混合料水分檢測采用進口NDC多波段紅外水分計；加水K8凯发登录入口調節采用變頻調速給水泵進行連續無極調節。所有檢測、控製、調節信號均接入到PLC計算機控製係統中。申克配料秤動態測量精度高，在控製比為1∶5 時，其當量跟蹤精度達到實際設定配料量的±0.25%。電磁K8凯发登录入口計有許多優點：測量精度高，測量範圍大，靈敏度高，穩定性好。紅外水分計特點：非接觸式連續測量，測量精度和靈敏度高，性能可靠。采用變頻調速的調節方式時，給料量或給水量可以連續無極調節，動作速度快、調節無死區、調節精度高。
3.2 水分控製係統的優化
從配料室第一個礦槽下料點開始，到二次混合機出口為止，在工藝流程上選取合適位置點對配料礦槽排出的原料量及原料的含水率進行跟蹤，根據跟蹤的原料重量和原料原始含水率，以及設定的混合料的目標水分率進行加水量設定值的計算，並以此進行加水前饋控製。反饋控製時，采取對原料原始水分率跟蹤值進行修正，以此來修正計算的加水量設定值。相較傳統的對加水量設定值進行直接反饋修正的方式，該方式調試時修正參數更直觀，修正範圍更容易確定。加水控製方式（前饋控製或前饋控製+ 反饋修正）：根據原料重量和原始水分率的跟蹤值及目標水分率，進行控製運算及修正處理，分別求出一、二次混合機的加水量的設定值。電磁K8凯发登录入口計測得的加水量測量值與設定值比較，進行PID計算，給變頻器發出控製輸出信號控製給水量。混合加水控製還可將混合後測量的混合料水分率信號對加水前跟蹤的原料水分率進行反饋修正。
4 運行效果
經過一段時間的在線調試，係統的各種控製功能和運行效果基本上達到了設計要求。在生產穩定時，二次混合機出口混合料水分率控製誤差在±0.2% （絕對值） 以內。完全滿足工藝要求的±0.5%水分波動範圍。該係統自2009 年底投運至今一直運行穩定，減輕了操作人員的勞動強度，提高了燒結礦的產量，取得了良好的效果。

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